有效指针的含义

Question

在此回答的评论中，我偶然看到了有关“有效指针”的讨论。由于我认为这一点通常很有趣：

在C++中，“有效指针”是什么？

具体而言： reinterpret_cast<const void*>(0x1)是有效指针吗？

- Baum mit Augen

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也许如果你以编译时常量传播为重点重新阅读其他帖子，这可能会有所帮助，这是“constexpr”旨在解决的重大问题之一。 - Kerrek SB

Answer 1

标准将实现分为两个一般类别：

• 具有严格指针安全性的实现
• 具有放宽指针安全性的实现

您的表达式绝对不是一个安全派生指针，因此在第一种情况下是无效的。

引用自3.7.4.3:

一个实现可能具有放宽指针安全性，在这种情况下，指针值的有效性不取决于它是否是安全派生的指针值。或者，实现可能具有严格的指针安全性，在这种情况下，如果指向具有动态存储期的对象的指针值不是安全派生的指针值，则该指针值是无效的指针值，除非引用的完整对象已被声明为可达（20.7.4）。【注：使用无效的指针值（包括将其传递给解分配函数）的效果是未定义的，请参阅3.7.4.2。即使不安全派生的指针值可能与某些安全派生的指针值相等，这也是正确的。 - 结束说明】不管实现是否具有放宽或严格的指针安全性，都是由实现定义的。

对于具有放宽安全性的实现，指针值如何获取并不重要，只要满足以下条件（3.9.2）：

对象指针类型的有效值表示内存中字节的地址（1.7）或空指针。

0x1 在您的系统上是否为有效的内存地址？ 对于某些嵌入式系统来说是的。 对于大多数使用虚拟内存的操作系统，从零开始的页面被保留为无效页面。

- Ben Voigt

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我不确定那是否为正确类型的引用。 "指针安全" 的内容是关于支持不透明垃圾收集，我认为。我的观点关于有效指针是各种“表达式”规则的结果，例如，您可以添加、减去和取消引用什么。 - Kerrek SB

@KerrekSB：指针值可以是有效的，但如果以某些方式使用，则仍可能导致未定义的行为（例如：将自动变量的地址传递给::operator delete()）。 - Ben Voigt

关于您的编辑：这有点混淆，因为问题是关于constexpr指针的，而constexpr明确禁止具有未定义行为的表达式（例如越界数组访问）。因此，虽然您可能能够使用平台定义的重新解释地址，但它不允许作为常量表达式...（尽管我想我们知道这一点）。 - Kerrek SB

@KerrekSB：什么未定义行为？它已经被正确地对齐，而且还没有被取消引用。 - Ben Voigt

这并不是因为任何未定义的行为，而是由于使用了reinterpret_cast，所以它不是一个合法的常量表达式。 - Ben Voigt

我表达不够清楚 - 我想说的是你无法静态地证明它不是未定义行为。你甚至不能证明p + 0不是未定义行为。它可能没问题，但你无法知道（从语言内部）。如果在你的平台上没问题，那就是你引入的外部信息。 - Kerrek SB